DE10244967B4 - Einrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen von Kunststoff - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen von Kunststoff mit einer drehbaren Schnecke (3), die in einem Zylinder (2) angeordnet ist, wobei die Schnecke (3) durch die Drehung von Spindeln (5) axial verschoben wird, welche von einem mit der Schnecke (3) axial mitbewegten Servomotor (7) mittels durch Zahnriemen (17) verbundener Zahnräder (27, 27') drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Servomotor (7) und Zahnrädern (27, 27') zur Herabsetzung von deren Massenträgheitsmomenten ein die Drehzahl verminderndes Zwischengetriebe (15) angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen von Kunststoff mit einer drehbaren Schnecke, die in einem Zylinder angeordnet ist, wobei die Schnecke durch die Drehung von Spindeln axial verschoben wird, welche von einem mit der Schnecke axial mitbewegten Servomotor mittels durch Zahnriemen verbundener Zahnräder drehbar sind.
• Eine bekannte derartige Einrichtung (vgl. EP 1 151 843 A1 ) wurde scheinbar logisch auf das Ziel hin konstruiert, die beim Einspritzen des Kunststoffes bewegten Massen möglichst gering und die Konstruktion insgesamt möglichst einfach zu halten. Dies wird bei dieser in 1 bis 3 dargestellten Konstruktion erreicht, indem das Abtriebsritzel des Servomotors mittels eines Zahnriemens direkt mit je einem Zahnrad verbunden ist, welches unmittelbar auf der Spindel sitzt. Um den Motor relativ klein halten zu können, läßt man diesen mit großer Drehzahl laufen und untersetzt diese durch Verwendung eines kleinen Abtriebsritzels und eines großen Antriebszahnrades.
• Aus der DE 199 82 108 T1 ist eine Einrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen von Kunststoff mit einer drehbaren Schnecke bekannt, die in einem Zylinder angeordnet ist, wobei die Schnecke durch die Drehung von Spindeln axial verschoben wird, welche von einem Servomotor mittels Zahnriemen verbundener Zahnräder drehbar sind. Zwischen Servomotor und Zahnrädern ist ein die Drehzahl verminderndes Zwischengetriebe angeordnet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung mit einem verbesserten Einspritzverhalten bereitzustellen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen Servomotor und Zahnrädern zur Herabsetzung von deren Massenträgheitsmomenten ein die Drehzahl verminderndes Zwischengetriebe angeordnet ist.
• Zunächst ist nicht klar, warum dieser konstruktive Mehraufwand durch eine insgesamt verbesserte Funktion der Gesamteinrichtung mehr als aufgewogen werden sollte. Bei gleicher Umdrehungszahl von Servomotor und Spindeln wird durch die neuerungsgemäße Maßnahme zunächst die Geschwindigkeit des Zahnriemens entsprechend dem Übersetzungsverhältnisses des Zwischengetriebes reduziert. Dadurch wird die Anlage wesentlich leiser im Betrieb. Dieser Vorteil allein würde den konstruktiven Mehraufwand allerdings kaum rechtfertigen, zumal das vorgesehene Zwischengetriebe mehr zur bewegten Masse beiträgt, als durch die Verkleinerung der auf den Spindeln sitzenden Zahnräder eingespart wird. Dennoch trägt die neuartige Lösung dazu bei, den Einspritzvorgang leichter steuerbar zu machen, da sich herausgestellt hat, dass hiefür nicht die Trägheit der axial bewegten Massen allein, sondern in wesentlichem Ausmaß die Massenträgheitsmomente der rotierenden Maschinenelemente verantwortlich sind. Letztlich erlaubt so die Erfindung sogar die Verwendung eines kleineren, jedoch schneller laufenden Servomotors bei dennoch wesentlich verbesserter Kontrolle des Verfahrensablaufes.
• Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser bezieht sich 1 bis 3 auf den Stand der Technik, 4 und 5 sind eine Hinteransicht bzw. Seitenansicht der neuerungsgemäß verbesserten Einrichtung, 6 eine Darstellung des Zwischengetriebes von 5.
• Die in 1 bis 3 dargestellte Einspritzeinrichtung ist als solche bekannt und muss daher nicht im Detail beschrieben werden. Sie weist eine Schnecke 3 auf, welche in einem Massezylinder 2 drehbar und längsverschiebbar gelagert ist. Durch den Trichter 1 der Schnecke 3 zugeführter Kunststoff wird durch die Drehung der Schnecke 3 plastifiziert und im Schneckenvorraum gesammelt, bis er durch Vorschieben der Schnecke 3 in den nicht dargestellten Formhohlraum eingespritzt wird. Während des Dosierens und Einspritzens des Kunststoffes bleibt die Trägerplatte 4, welche mit dem Massezylinder 2 verbunden ist, unbeweglich. Das Ende der Schnecke 3 ist in einer Druckplatte 8 gelagert, an der sich die Schnecke 3 abstützt. Die Druckplatte 8 ihrerseits ist in der Trägerplatte 4 über Spindeln 5 abgestützt. Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt über den Keilriemen 17 und die Antriebsscheiben 27, 27' mittels eines Servomotors 7, der die Bewegung der Druckplatte 8 mitmacht. Ebenfalls mit der Druckplatte 8 verbunden ist der die Schnecke 3 drehende Dosierantrieb 6, welcher über den Keilriemen 16 die Antriebsscheibe 6' antreibt.
• Das Ende der Schnecke 3 ist in einem hier nicht näher interessierenden Drehlager gelagert, welches von einer feststehenden Hülse 9 umgeben ist. Die Verbindung der Hülse 9 und der Druckplatte 8 wird durch eine Ringscheibe 10 vermittelt. Ihr innerer Rand 11 ist mit der Hülse 9, ihr äußerer Rand 12 mit der Druckplatte 8 durch Schrauben 18 verbunden.
• Beim Einspritzvorgang wird die Druckplatte 8 mittels des Motors 7 über die Spindeln 5 nach links bewegt. Dazu muss der Motor 7 mehrere bewegte Massen zunächst beschleunigen und dann wieder abbremsen, wodurch das Steuerverhalten wesentlich beeinflusst wird. Eine Einrichtung, bei welcher dieses verbessert ist, zeigt das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 4 bis 6.
• Wie aus 5 zu entnehmen ist, wurde nun zwischen dem Servomotor 7 und das Ritzel 19 ein Zwischengetriebe 15 geschaltet, welches die Drehzahl des Ritzels 19 gegenüber jener des Motors 7 vermindert. Dadurch ist zwischen dem Ritzel 19 und den Zahnrädern 27 keine wesentliche Änderung der Drehzahl mehr notwendig. Der Durchmesser des Ritzels 19 kann gegenüber dem Stand der Technik vergrößert und – was wichtiger ist – der Durchmesser der Zahnräder 27, 27', und damit deren Massenträgheitsmoment, heruntergesetzt werden. Durch die Verringerung des Durchmessers der Zahnräder 27, 27' kommt es bei gleicher Drehzahl der Spindeln 5 zu einer Herabsetzung der Geschwindigkeit des Zahnriemens 17 und damit zu einer entscheidenden Geräuschverminderung.
• Bei der Ausbildung des Zwischengetriebes 15 hat der Konstrukteur große Freiheit. Beispielsweise kommt ein Stirnradgetriebe oder ein Planetengetriebe in Frage, welches typischerweise die Drehzahl im Verhältnis 5:1 heruntersetzt. In 6 ist ein Planetengetriebe dargestellt, dessen Eingangswelle 30 mit dem Servomotor 7 und dessen Abtriebswelle 31 mit dem Zahnrad 19 zu verbinden ist. Das Gehäuse 33 des Getriebes steht fest und ist mit einer Innenverzahnung 37 versehen. Im Gehäuse 33 läuft auf Lagern 32 ein zylindrischer Käfig 34 um, welcher mit Planetenrädern 36 versehen ist. Diese werden vom Servomotor 7 über die Welle 30 und das Ritzel 35 angetrieben, sodass der Käfig 34 und mit ihm die Welle 31 langsamer als die Welle 30 umlaufen.

Claims (2)

1. Einrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen von Kunststoff mit einer drehbaren Schnecke (3), die in einem Zylinder (2) angeordnet ist, wobei die Schnecke (3) durch die Drehung von Spindeln (5) axial verschoben wird, welche von einem mit der Schnecke (3) axial mitbewegten Servomotor (7) mittels durch Zahnriemen (17) verbundener Zahnräder (27, 27') drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Servomotor (7) und Zahnrädern (27, 27') zur Herabsetzung von deren Massenträgheitsmomenten ein die Drehzahl verminderndes Zwischengetriebe (15) angeordnet ist.
2. Einrichtung anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischengetriebe (15) als Planetengetriebe ausgebildet ist.